蛋白質(zhì)殘基間的相互作用分析與預(yù)測.pdf

1、近年來，由于生物信息學(xué)的迅猛發(fā)展，大量的生物學(xué)數(shù)據(jù)亟待矯正、管理、解釋以及充分的利用，而機器學(xué)習(xí)正適合這類數(shù)據(jù)量大、含有噪聲的模式。許多機器學(xué)習(xí)算法也已經(jīng)被成功地用來進行生物數(shù)據(jù)的處理并挖掘未知的生物學(xué)知識。本文主要針對支持向量機這個機器學(xué)習(xí)工具來進行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析，著重運用支持向量機和遺傳算法(GA)來進行蛋白質(zhì)殘基溫度因子的預(yù)測，并由此進行殘基間的遠程相互作用的分析和預(yù)測。全文的主要工作包括如下： 1、提出了利用多類支持向

2、量機進行蛋白質(zhì)殘基溫度因子的分析和預(yù)測的方法。一般來說，殘基的B-factor代表它的一種熱不穩(wěn)定狀態(tài)或自由活動的程度，較高的殘基B-factor對應(yīng)著較大的外露表面面積。因此預(yù)測殘基的B-factor會有助于理解和預(yù)測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。本文主要介紹了所采取的氨基酸的物理化學(xué)特征，例如：蛋白質(zhì)的序列譜、殘基的進化速率、殘基的疏水值，作為多類支持向量機的輸入來進行蛋白質(zhì)殘基B-factor的分析和預(yù)測。 2、提出了一種基于預(yù)測的殘基B

3、-factor以及疏水譜特征的支持向量機方法，來進行殘基間的接觸聚類中心分析和預(yù)測。在蛋白質(zhì)的接觸圖譜中，殘基間的遠程相互作用點往往聚集在一起形成一個個的聚類。分析發(fā)現(xiàn)，這些聚類大部分都對應(yīng)著較低的殘基B-factor區(qū)域或較強的疏水區(qū)域，基于此特點而進行的有選擇性的樣本抽取就可以降低正負樣本數(shù)據(jù)的不平衡性，從而得到較高的預(yù)測性能。最后，我們利用支持向量機來預(yù)測殘基間的接觸聚類中心，并由此得到殘基間的相互作用位點。 3、構(gòu)建了一